細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察，可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成。在細胞膜的中間，是磷脂雙分子層，這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側和內側，有許多球形的蛋白質分子，它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中，或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的，可以說，細胞膜具有一定的流動性。細胞膜的這種結構特點，對于它完成各種生理功能是非常重要的。

在光學顯微鏡下觀察植物的細胞，可以看到它的結構分為下列四個部分：

一、細胞壁：位于植物細胞的Z外層，是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素與果膠組成的，孔隙較大，物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。

二、細胞膜：細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜，叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和脂類分子組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質能夠自由通過，而某些離子和大分子物質則不能自由通過，因此，它除了起著保護細胞內部的作用以外，還具有控制物質進出細胞的作用：既不讓有用物質任意地滲出細胞，也不讓有害物質輕易地進入細胞。

三、細胞質：細胞膜包著的黏稠透明的物質，叫做細胞質基質。

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細胞膜